12.10.2010

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Neues Messverfahren zur Charakterisierung von Effekt-Lacken

Beim Überholen war der Wagen auf der Nebenspur noch pinkfarben, doch Sekunden später beim Blick in den Rückspiegel ist dort nur ein grünes Fahrzeug zu sehen. Wohin ist der pinkfarbene so schnell verschwunden? Effekt-Lacke, die aus verschiedenen Blickwinkeln unterschiedliche Farben zeigen, lösen zuweilen Verblüffung aus und verzeichnen in den letzten Jahren eine stetig wachsende Nachfrage. Messtechnisch lassen sich diese Lacke jedoch mit den eingeführten konventionellen Verfahren nur unzureichend erfassen, da sich die Farbe und deren Helligkeit und Sättigung je nach Blickwinkel und Lichtverhältnissen verändern. Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) schaffen hier nun Abhilfe: Das bewährte Roboter-Gonioreflektometer, dessen Absolutmessungen im Rahmen von Kalibrierungen für die Industrie genutzt werden, hat einen Bruder bekommen. Zwei zusätzliche Kamerasysteme sollen ihn erheblich schneller und genauer machen. Ziel ist es, der Industrie eine bessere Qualitätskontrolle ihrer Farben und Lacke zu ermöglichen.

Farbige Flächen können je nach Tageszeit und Lichteinfall unterschiedlich wirken. Der Farbeindruck unserer Umgebung entsteht erst durch die Reflexion von Licht an den Gegenständen die uns umgeben. Spektral, also nach den Farben des Lichts, aufgelöste Reflexionsmessungen sind die Basis für die Berechnung von Farbkoordinaten in einem gegebenen Farbraum. Die Angabe solcher Farbkoordinaten, der sogenannte Farbort, ist zwar wenig anschaulich, für technische Anwendungen aber unverzichtbar. So lässt sich der abstrakte Begriff "Farbe" rechnerisch erfassen, und ein industrielles Farbmanagement wird überhaupt erst möglich.

Da Effekt-Lacke ihre Farbe samt Helligkeit und Sättigung je nach Blickwinkel und Lichtverhältnissen ändern, ist es für die Industrie schwierig, z.B. innerhalb der Produktkette vom Pigment über den Lack bis zum Automobil eine konstante Farbqualität zu garantieren. Nahezu unmöglich ist es gar, vorliegende Effekt-Lacke, deren genaue Zusammensetzung man nicht kennt, zu reproduzieren. Jeder, der einmal Lackschäden bei seinem Wagen beseitigt hat, weiß, wie schwierig es schon bei herkömmlichen Lacken ist, den richtigen Farbton zu treffen.

Da man für eine winkelaufgelöste absolute Reflexionsmessung mit definiertem Ein- und Ausfallwinkel zahlreiche Wellenlängen einzeln erfassen muss, dauern solche Messungen oft mehrere Stunden oder sogar Tage. Eine Zeilenkamera am neuen robotergestützten Appearance-Messplatz der PTB verkürzt nun die Messzeit auf wenige Minuten, weil sie ein ganzes Spektrum auf einmal erfassen kann. Ergänzt wird sie durch eine Leuchtdichtekamera, welche die bisherige räumliche Auflösung um einen Faktor 1000 von 20 Millimeter auf 20 Mikrometer verbessert und somit deutlich detailliertere Farbkoordinaten einer Probe liefert.

Die Erweiterung der Messmöglichkeiten durch das neue Gonioreflektometer wird vor allem der Industrie zugute kommen. Die hier ermittelten absoluten Farbwerte können dafür sorgen, dass industriell genutzte Farbmessgeräte bessere und vergleichbarere Daten liefern. So ließe sich die Qualitätskontrolle von Farben verbessern - sowohl für herkömmliche als auch für Effekt-Lacke.

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